Falcon Heavy (букв. с англ. «сокол тяжёлый») — американская ракета-носитель (РН) сверхтяжёлого класса с возможностью повторного использования, спроектированная и произведённая компанией SpaceX и являющаяся одной из крупнейших ракет-носителей в истории мирового космического ракетостроения.

На настоящее время (февраль 2018 г.) — самая грузоподъёмная, мощная и тяжёлая РН из находящихся в эксплуатации. Также Falcon Heavy принадлежит абсолютный рекорд по числу маршевых двигателей (28 ед. в т.ч. 27 одновременно работающих) среди успешно летавших РН. Falcon Heavy (ранее известная как Falcon 9 Heavy) относится к семейству Falcon и состоит из усиленной модификации Falcon 9 в качестве центрального блока (I ступени) и двух дополнительных первых ступеней Falcon 9 в качестве боковых ускорителей (т.н. «нулевая ступень» — однако в СССР и России такие ускорители классифицируются как первая ступень, а центральный блок — как, соответственно, II ступень; таким образом — по советской/российской классификации РН Falcon Heavy является не 2-х, а 3-х ступенчатой РН). Первый тестовый запуск был успешно произведён 6 февраля 2018 года. 

Грузоподъёмность

После успешного первого запуска 6 февраля 2018 года стал крупнейшей используемой на данный момент ракетой-носителем, вдвое превосходя Delta IV Heavy по полезной нагрузке, которую может вывести на низкую опорную орбиту. Однако эта ракета-носитель не является крупнейшей в истории космонавтики, поскольку использовавшиеся ранее ракеты-носители «Сатурн-5» и «Энергия» могли нести полезную нагрузку до 141 и 105 тонн соответственно (также расчётную максимальную полезную нагрузку до 100 т имела советская РН Н-1/Н-1Ф, но все её запуски были безуспешны). Планируется, что Falcon Heavy сможет доставлять до 63,8 т на низкую опорную орбиту (в невозвращаемом варианте; при условии возвращения на Землю боковых ускорителей и первой ступени — на НОО Falcon Heavy сможет выводить полезную нагрузку массой примерно до 30 т), до 26,7 т на геопереходную орбиту (при возвращении первой ступени и боковых ускорителей — до 8 т на ГПО, при возвращении только боковых ускорителей — до 16 т на ГПО), до 16,8 т — на отлётную траекторию к Марсу и до 3,5 т — на отлётную траекторию к Плутону (при современном или близком к таковому положении последнего на орбите). 

Стоимость запуска

Компания SpaceX утверждает, что стоимость одного запуска составляет 90 миллионов долларов США, при том что стоимость запуска Delta Heavy составляет примерно 435 миллионов долларов. Стоимость пусков Falcon Heavy будет весьма существенно зависеть от выбора конфигурации: с возвращением боковых ускорителей и 1-й ступени, с возвращением только боковых ускорителей, или полностью в невозвращаемом варианте. 

Анонсированная стоимость запуска Falcon Heavy несколько раз менялась. В 2011 году она составляла 80—125 млн $. В 2012 году указывалась стоимость запуска 83 млн $ при полезной нагрузке до 6,4 т на ГПО и 128 млн для нагрузки более 6,4 т на ГПО, в 2013 году была указана стоимость соответственно 77,1 и 135 млн. С 2014 года на сайте компании указывалась только стоимость запуска с полезной нагрузкой до 6,4 т на ГПО, которая тогда составляла 85 млн, увеличившись до 90 млн в 2015 году (для спутников массой до 8 т на ГПО).

Конструкция

Боковые ускорители

Два ускорителя, выполненных на основе первой ступени Falcon 9, закрепляются по бокам первой ступени ракеты-носителя. На верхушке ускорителей размещён композитный защитный конус. Каждый ускоритель имеет по 9 жидкостных ракетных двигателей Merlin 1D, расположенных по схеме Octaweb, c одним центральным двигателем и остальными восемью, расположенными вокруг него.

Первая ступень

Первая ступень Falcon Heavy являет собой конструктивно усиленный центральный блок, выполненный на основе первой ступени ракеты-носителя Falcon 9 FT, модифицированный для закрепления двух боковых ускорителей. Оборудован девятью жидкостными ракетными двигателями Merlin 1D. Сверху расположен переходной отсек, вмещающий двигатель второй ступени и оборудованный механизмами расстыковки ступеней.

Суммарно 27 двигателей Мерлин 1D (центральный блок и боковые ускорители) создают тягу 22 819 кН на уровне моря и 24 681 кН в вакууме.

Falcon Heavy, как и Falcon 9, оснащена элементами системы многоразового использования для контролируемого возвращения и мягкой посадки как центрального блока, так и боковых ускорителей. Возврат ступеней снижает максимальную полезную нагрузку ракеты-носителя. В связи с тем, что первая ступень Falcon Heavy при расстыковке со второй ступенью будет обладать значительно большей скоростью и находиться намного дальше от стартовой площадки, в сравнении с первой ступенью Falcon 9, необходимость её возврата на посадочную площадку повлечёт значительное снижение массы выводимой нагрузки. Поэтому в высокоэнергетических запусках на геопереходную орбиту первая ступень Falcon Heavy будет осуществлять посадку на плавучую платформу. Боковые ускорители, напротив, будут иметь возможность возврата к месту старта и посадки на землю при подавляющем большинстве сценариев запуска. Для посадки боковых ускорителей Falcon Heavy на территории Посадочной зоны 1 планируется создать ещё две посадочные площадки.

Изначально планировалась возможность установки на Falcon Heavy уникальной системы перекрёстной подачи топлива, позволяющей двигателям центрального блока использовать топливо из боковых ускорителей в первые минуты после старта. Это давало бы возможность сохранить больше топлива в центральном блоке для более продолжительной его работы после отделения боковых ускорителей, и, как следствие, увеличить максимальную массу выводимой полезной нагрузки. Впоследствии приоритет этих работ был снижен из-за нежелания дополнительно усложнять конструкцию, а также из-за отсутствия на рынке спроса на столь тяжёлую полезную нагрузку. Разработка данной системы продолжается, её внедрение возможно в будущем. На начальном этапе будет использоваться схема, при которой сразу после запуска ракеты-носителя тяга двигателей центральной секции будет максимально снижена для экономии топлива. После отделения боковых ускорителей двигатели первой ступени будут снова включены на полную тягу. Подобную схему использует ракета-носитель Delta IV Heavy.

Вторая ступень

Вторая ступень РН Falcon Heavy аналогична используемой на ракете-носителе Falcon 9 и оснащена одним двигателем Merlin 1D Vacuum с номинальным временем работы 397 секунд и максимальной тягой в пустоте 934 кН. Конструкция двигателя позволяет запускать его многократно в течение полёта. 

Стартовые площадки

По состоянию на 2017 год SpaceX готовит следующие стартовые комплексы для ракеты-носителя Falcon Heavy:

Космический центр Кеннеди (мыс Канаверал, Флорида, США) — LC-39A; арендуется у NASA. Ранее стартовый комплекс использовался для запусков ракет Сатурн-5 и Спейс Шаттл. В настоящее время стартовый комплекс используется для запусков Falcon 9 и Falcon Heavy, в дальнейшем планируется использовать его для пилотируемых запусков корабля Dragon V2, первый запуск намечен на 2018 год.
База Ванденберг (Калифорния, США) — SLC-4E; арендуется у ВВС США. Ранее стартовый комплекс использовался для запуска ракет Титан-3 и Титан-4. В настоящее время используется для запусков Falcon 9 и модернизируется для запуска Falcon Heavy. 

 
Посадочные площадки

В соответствии с объявленной стратегией возврата и повторного использования первой ступени Falcon 9 и Falcon Heavy, компания SpaceX заключила договор аренды на использование и переоборудование 2-х площадок на Восточном и Западном побережьях США.

База ВВС США на мысе Канаверал — Посадочная зона 1 (бывший стартовый комплекс LC-13); арендуется у ВВС США.
База Ванденберг — стартовый комплекс SLC-4W; арендуется у ВВС США.
Данные стартовые комплексы дооборудованы площадками для управляемого приземления как боковых ускорителей Falcon Heavy, так и первой ступени этой РН.

Кроме того, компания SpaceX владеет специально изготовленной для посадки первой ступени Falcon 9 плавучей платформой, которая в будущем может использоваться и для посадки центрального блока (первой ступени) ракеты-носителя Falcon Heavy. 

источник:  https://ru.wikipedia.org/wiki/Falcon_Heavy